건설기계설비산업기사 필기 기출문제복원 (2010-05-09)

건설기계설비산업기사
(2010-05-09 기출문제)

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1과목: 기계제작법

1. 제품의 허용오차가 ±0.002 ~ ±0.005mm 정도의 정밀도를 갖는 보링머신으로 주로 항온항습실에서 사용하는 보링머신은?

  1. 정밀보링머신
  2. 지그보링머신
  3. 코어보링머신
  4. 심공보링머신
(정답률: 알수없음)
  • 항온항습실에서 사용하는 보링머신은 매우 정밀한 작업을 수행해야 하므로 허용오차가 매우 작아야 합니다. 이 중에서도 지그보링머신은 보통 ±0.002 ~ ±0.005mm 정도의 허용오차를 갖는 것으로 알려져 있습니다. 이는 지그보링머신이 작업 시에 고정된 위치에서 작업을 수행하며, 작업물을 정확하게 위치시키기 위한 지그를 사용하기 때문입니다. 따라서 항온항습실에서 사용하는 보링머신으로는 지그보링머신이 가장 적합한 선택이 될 수 있습니다.
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2. 소성가공에서 바우싱거 효과(Bauschinger effect)란 무엇인가?

  1. 시간과 더불이 변형률이 커져가는 현상이다.
  2. 외력을 제거한 후 시간의 경과에 따라 잔류변형이 감소하는 현상이다.
  3. 금속재료가 먼저 힘의 방향과 반대방향으로 힘을 받을 경우 탄성한도나 항복점이 저하되는 현상이다.
  4. 금속재료여서 한번 어떤 방향으로 소성변형을 받으면 같은 방향으로 소성변형을 일으키는데 대하여 저항력이 증대하여 간다는 현상이다.
(정답률: 알수없음)
  • 바우싱거 효과는 금속재료가 먼저 힘의 방향과 반대방향으로 힘을 받을 경우 탄성한도나 항복점이 저하되는 현상입니다. 즉, 금속재료가 처음 받은 변형에 대한 저항력이 감소하여 다음 변형에 대한 저항력이 감소하는 것입니다.
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3. 업셋(up set) 작업에 대하여 올바르게 설명한 것은?

  1. 단면적을 크게 하여 길이를 줄인다.
  2. 단면적을 작게 하여 길이를 늘인다.
  3. 단면적을 크게 하여 길이를 늘인다.
  4. 단면적을 작게 하여 길이를 줄인다.
(정답률: 알수없음)
  • 업셋 작업은 원래의 파이프나 막대기의 길이를 줄이면서 단면적을 크게 만드는 작업입니다. 이는 파이프나 막대기의 강도를 유지하면서 더 많은 압력을 견딜 수 있도록 하기 위함입니다. 따라서 "단면적을 크게 하여 길이를 줄인다."가 올바른 설명입니다.
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4. 빛의 간섭 현상을 이용한 측정기는?

  1. 공구 현미경
  2. 오토콜리메이터(autocollimator)
  3. 촉침식 표면 거칠기 측정기
  4. 옵티컬 플랫(optical flat)
(정답률: 알수없음)
  • 빛의 간섭 현상을 이용한 측정기는 빛이 반사되거나 굴절되는 현상을 이용하여 측정하는데, 옵티컬 플랫은 매우 정밀하게 평평하게 연마된 유리판으로, 빛이 이 판을 통과하면서 생기는 간섭 현상을 이용하여 평면도의 정밀도를 측정할 수 있는 측정기입니다. 따라서 옵티컬 플랫은 높은 정밀도를 요구하는 산업 분야에서 많이 사용됩니다.
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5. 각도 측정기에 해당 되지 않는 것은?

  1. 탄젠트 바
  2. 스탭 게이지
  3. 수준기
  4. 요한슨식 각도 게이지
(정답률: 알수없음)
  • 스탭 게이지는 각도를 측정하는 도구가 아닙니다. 대신, 스탭 게이지는 두 개의 표면 사이의 간격을 측정하는 데 사용됩니다. 따라서, 스탭 게이지는 각도 측정기에 해당되지 않습니다.
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6. 사인 바(sine bar)의 크기를 나타낸 것 중 맞는 것은?

  1. bar의 길이
  2. 평행면의 길이
  3. roller의 길이
  4. roller의 중심거리
(정답률: 알수없음)
  • 사인 바는 두 개의 롤러와 그 사이에 있는 바로 구성되어 있습니다. 롤러는 바 위를 움직이며, 바의 기울기를 측정할 때 사용됩니다. 따라서 사인 바의 크기는 롤러의 중심거리로 나타냅니다. 롤러의 중심거리가 멀수록 바의 기울기를 더 정확하게 측정할 수 있습니다.
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7. 항오변태곡선(TTT 곡선)과 관계가 먼 것은?

  1. 재결정온도
  2. 변태
  3. 시간
  4. 온도
(정답률: 알수없음)
  • 항오변태곡선은 재결정과정에서 발생하는 변태 과정을 나타내는 곡선이다. 따라서 이 곡선과 관련이 있는 것은 "재결정온도"이다. 재결정온도는 재결정 과정에서 결정 구조가 재배열되는 온도로, 항온변태곡선에서 재결정 구간의 시작점이 된다. 따라서 재결정온도는 항오변태곡선과 밀접한 관련이 있다. "변태"와 "시간", "온도"는 모두 항오변태곡선과 관련이 있지만, 이들은 항오변태곡선을 이해하기 위한 개념들이며, 항오변태곡선과 직접적인 관련이 있는 것은 아니다.
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8. 전기도금의 반대현상으로 가공물을 양극, 전기저항이 적은 구리나 아연 등을 음극으로 전해액 속에 전기를 통해 전기를 이용한 화학작용으로 가공물의 표면이 용출되어 필요한 형상을 만드는 가공법은?

  1. 초음파가공
  2. 전해연마
  3. 방전가공
  4. 화학연마
(정답률: 알수없음)
  • 전기도금의 반대현상으로 가공물을 양극, 전기저항이 적은 구리나 아연 등을 음극으로 전해액 속에 전기를 통해 전기를 이용한 화학작용으로 가공물의 표면이 용출되어 필요한 형상을 만드는 가공법은 전해연마입니다. 이는 전해액 속에서 전기를 통해 이온화된 금속이 음극으로 이동하여 가공물의 표면에 적층되어 형상을 만드는 과정입니다.
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9. 호빙 머신의 차동기어장치는 어느 것을 가공할 때 사용하는가?

  1. 헬리컬기어를 가공할 때
  2. 베벨기어를 가공할 때
  3. 스퍼기어를 가공할 때
  4. 나사를 가공할 때
(정답률: 알수없음)
  • 호빙 머신의 차동기어장치는 헬리컬기어를 가공할 때 사용한다. 이는 헬리컬기어가 일반적인 직선 치형 기어보다 회전 시 진동과 소음이 적기 때문에, 차동기어장치의 회전 방향을 바꾸어가며 가공하는 헬리컬기어의 특성에 적합하기 때문이다. 베벨기어나 스퍼기어는 직선 치형 기어에 비해 회전 시 진동과 소음이 적기 때문에 다른 가공 방법을 사용한다. 나사는 호빙 머신의 차동기어장치와는 관련이 없는 다른 가공 방법을 사용한다.
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10. 일반적인 리벳(rivet) 작업용 공구가 아닌 것은?

  1. 리머(reamer)
  2. 스냅(snap)
  3. 해머(hammer)
  4. 드리프트(drift)
(정답률: 알수없음)
  • 리벳 작업에는 리벳 거치대, 리벳 총, 리벳 압착기 등이 필요하지만, 리머는 리벳 작업에 필요하지 않은 공구입니다. 리머는 구멍을 확대하거나 정확한 크기로 다듬는 용도로 사용되는 공구입니다. 따라서 리머는 일반적인 리벳 작업용 공구가 아닙니다.
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11. 주물사의 구비 조건으로 거리가 먼 것은?

  1. 내화성이 클 것
  2. 화학적 변화성이 클 것
  3. 주형제작이 용이하고, 통기성이 좋을 것
  4. 반복 사용이 가능한 복용성(復用性)이 좋을 것
(정답률: 알수없음)
  • 주물사는 금속을 녹여서 주형에 부어서 제품을 만드는 작업을 수행합니다. 이때, 화학적 변화성이 클 경우에는 녹는 과정에서 불순물이 발생하거나 주형에 손상을 줄 수 있습니다. 따라서, 주물사의 구비 조건으로는 화학적 변화성이 낮은 금속이 적합합니다.
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12. 다음 중 전기저항용접이 아닌 것은?

  1. 점 용접(spot welding)
  2. 티그 용접(TIG welding)
  3. 심 용접(seam welding)
  4. 프로젝션 용접(projection welding)
(정답률: 알수없음)
  • 티그 용접은 가스 차단용 용매로 보호된 아크를 사용하여 금속을 용접하는 방법이지만, 전기저항용접은 전기 저항을 이용하여 금속을 용접하는 방법입니다. 따라서, 전기저항용접이 아닌 것은 "티그 용접"입니다.
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13. 파텐팅(PARTENTING)이란 무엇인가?

  1. 맨드릴을 쓰는 원형관의 일반작업
  2. 선반 작업에서 미리 드릴 안내 구멍을 뚫는 작업
  3. 피아노선, 경강선 등을 인발하기 전에 인발가공을 용이하게 만드는 오스템퍼(aus-temper) 처리
  4. 프레스 작업에서 가공물을 두 개로 나누는 작업
(정답률: 알수없음)
  • 파텐팅은 피아노선, 경강선 등을 인발하기 전에 인발가공을 용이하게 만드는 오스템퍼(aus-temper) 처리이다.
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14. 프레스(press)가공에서 압축작업(squeezing operation)이 아닌 것은?

  1. 코이닝(coining)
  2. 스웨이징(swaging)
  3. 벌징(bulging)
  4. 업세팅(upsetting)
(정답률: 알수없음)
  • 압축작업은 재료를 압축하여 형상을 만드는 작업이지만, 벌징은 재료를 내부적으로 팽창시켜 형상을 만드는 작업입니다. 따라서 벌징은 압축작업이 아닙니다.
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15. 지름 5mm의 드릴로 절삭속도를 80m/min로 하려면 드릴링 머신의 주축회전수는 몇 약 rpm 인가?

  1. 16300
  2. 8500
  3. 6400
  4. 5100
(정답률: 알수없음)
  • 절삭속도 = (π × 드릴 지름 × 주축회전수) ÷ 1000

    주어진 값들을 대입하면,

    80 = (π × 5 × 주축회전수) ÷ 1000

    주축회전수 = (80 × 1000) ÷ (π × 5) ≈ 5100

    따라서, 드릴링 머신의 주축회전수는 약 5100rpm이다.
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16. 소성가공에 해당하지 않는 것은?

  1. 인발(drawing)
  2. 단조(forging)
  3. 나사전조(thread rolling)
  4. 브로칭(broaching)
(정답률: 알수없음)
  • 브로칭은 회전하는 공구를 이용하여 내부 또는 외부의 복잡한 형상을 만들어내는 가공 방법으로, 소성가공과는 다른 방법이다.
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17. 다이캐스팅 주조에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 금형을 사용하므로 제품 크기에 제한이 있다.
  2. 복잡한 모양의 주물을 만들 수 있다.
  3. 주물제품의 정밀도가 좋다.
  4. 용융점의 높은 금속의 주조가 가능하다.
(정답률: 알수없음)
  • 용융점이 높은 금속의 주조가 가능한 이유는 다이캐스팅 주조에서는 금속을 고압으로 주입하여 금속이 빠르게 결정화되는데, 이 때 고압으로 주입되는 금속은 높은 온도에서 용융되어 있기 때문입니다. 따라서 용융점이 높은 금속도 주조가 가능합니다.
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18. 측정오차에서긴 블록게이지와 같이 양끝면이 항상 평행위치를 유지하도록 지지하는 점(S = 0.2113ℓ, ℓ은 전체거리, S는 끝단에서 지지점사이 거리)을 무엇이라고 하는가?

  1. 베셀(Bessel)점
  2. 에어리(Airy)점
  3. 사안(Change)점
  4. 로트(Lot)점
(정답률: 알수없음)
  • 에어리(Airy)점은 측정오차에서 양끝면이 항상 평행위치를 유지하도록 지지하는 점을 말합니다. 이는 측정 시에 정확한 측정을 위해 필요한 중요한 요소 중 하나입니다. 따라서 에어리점은 측정 기기의 정확도와 신뢰도를 높이는 역할을 합니다. 다른 보기인 베셀(Bessel)점, 사안(Change)점, 로트(Lot)점은 측량학에서 사용되는 다른 지점들을 나타내는 용어입니다.
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19. 아크 직률용접에서 모재가 양(+)극일 때의 특성이 아닌 것은?

  1. 모재의 용입이 깊다.
  2. 봉의 용융이 느리다.
  3. 비드의 폭이 넓다.
  4. 모재가 음(-)극일 때의 극성에 비해 일반적으로 널리 쓰인다.
(정답률: 알수없음)
  • 아크 직률용접에서 모재가 양(+)극일 때의 특성 중 비드의 폭이 넓다는 것은 옳지 않습니다. 모재가 양극일 때는 봉의 용융이 빠르고 용입이 얕아지는 특성이 있습니다. 따라서 비드의 폭이 좁아지는 것이 일반적입니다. 이는 모재가 음극일 때와는 반대되는 특성입니다. 모재가 음극일 때는 용입이 깊어지고 봉의 용융이 느려지는 특성이 있습니다. 그러나 양극일 때는 일반적으로 널리 사용되는데, 이는 봉의 소모량이 적고 용접속이 깨끗하게 형성되기 때문입니다.
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20. 고체 침탄법에서 사용하는 침탄제(A)와 촉진제(B)에 해당하는 것은?

  1. A : 목탄, B : BaCO3
  2. A : NaCN, B : KCN
  3. A : 목탄, B : 골탄
  4. A : BaCl2, B : CaCO3
(정답률: 알수없음)
  • 고체 침탄법에서 사용하는 침탄제는 샘플을 녹이는 역할을 하며, 촉진제는 침탄제의 녹는 속도를 높여주는 역할을 합니다. 목탄은 샘플을 녹이는 데 사용되는 침탄제이며, BaCO3는 목탄의 녹는 속도를 높여주는 촉진제입니다. 따라서 정답은 "A : 목탄, B : BaCO3"입니다.
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2과목: 재료역학

21. 단면의 높이가 30cm, 폭이 15cm 되는 직사각형 단면의 보에서 최대 전단력이 20KN일 때 보 속에 생기는 최대 전단응력은 약 몇 kPa 인가?

  1. 666
  2. 766
  3. 866
  4. 966
(정답률: 알수없음)
  • 전단응력은 전단력을 단면적으로 나눈 값으로 계산할 수 있습니다. 따라서 최대 전단응력은 최대 전단력을 단면적으로 나눈 값으로 계산할 수 있습니다.

    단면적은 높이와 폭의 곱으로 계산할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    최대 전단응력 = 최대 전단력 / 단면적
    = 20KN / (30cm x 15cm)
    = 44kPa

    따라서 정답은 "866"이 아니라 "666"입니다.
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22. 그림과 같은 평면 응력요소에서 주평면을 정하는 식 tan2θ는? (단, 여기서 θ는 주각(principal angle)이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 주각(principal angle)은 최대 전단응력이 발생하는 평면을 말한다. 이 때, 최대 전단응력은 수직인 방향으로 작용하므로, 주각과 수직인 방향의 응력은 0이 된다. 따라서, 주각을 기준으로 수직인 방향의 응력을 구하면 된다. 이를 위해, 응력요소식에서 θ에 주각을 대입하여 계산하면, 수직인 방향의 응력은 0이 되고, 수평인 방향의 응력만 남게 된다. 이 때, 수평인 방향의 응력은 σx와 같으므로, 주각을 기준으로 수평인 방향의 응력을 구할 수 있다. 따라서, 주각을 구하는 식은 tan2θ = 2τxy / (σx - σy) 이다. 이 때, 주각은 45도를 넘지 않으므로, tan2θ는 1보다 작은 값이 된다. 따라서, 주어진 보기 중에서 tan2θ가 1보다 작은 값인 ""이 정답이 된다.
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23. 그림과 같이 75×125mm인 균일 단면의 목재에 P = 3.5KN의 하중이 작용하고 있따. 경사면에서의 수직응력 σ와 전단응력 τ는 각각 약 몇 kPa 인가?

  1. σ = 338, τ = 158
  2. σ = 158, τ = 338
  3. σ = 143, τ = 307
  4. σ = 307, τ = 143
(정답률: 알수없음)
  • 해당 목재의 단면적은 75×125 = 9375mm² 이다. 하중 P를 단면적으로 나누면, 스트레스 σ = P/A = 3.5KN/9375mm² = 0.0003733KN/mm² 이다. 이를 kPa로 환산하면, 약 0.3733kPa 이다.

    전단응력 τ는 τ = P/A × tanθ 이다. 여기서 θ는 경사각이다. 그림에서 경사각은 30도이므로, tan30° = 0.577 이다. 따라서, τ = 0.0003733KN/mm² × 0.577 = 0.0002152KN/mm² 이다. 이를 kPa로 환산하면, 약 0.2152kPa 이다.

    따라서, 정답은 "σ = 307, τ = 143" 이 아니라 "σ = 0.3733, τ = 0.2152" 이다.
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24. 그림과 같은 직사각형 단면기둥에 e = 2mm인 편심거리에 P = 100KN의 압축하중이 작용할 때 발생하는 최대응력 σmax는 몇 MPa 인가?

  1. 60.8
  2. 83.8
  3. 99.2
  4. 118.4
(정답률: 알수없음)
  • 직사각형 단면기둥의 최대응력은 σmax = P/A + M*e/W*I 이다. 여기서 A는 단면적, M은 모멘트, W는 단면의 모멘트 중심까지의 거리, I는 단면의 중심축 모멘트이다.

    주어진 그림에서 단면적 A = b*h = 100*200 = 20000mm2 이다.

    모멘트 M은 P*e = 100*2 = 200KNmm 이다.

    단면의 중심축 모멘트 I는 b*h3/12 = 100*2003/12 = 1.3333×108mm4 이다.

    단면의 중심축과 압축하중의 편심거리 W는 h/2 - e = 200/2 - 2 = 98mm 이다.

    따라서 최대응력은 σmax = 100000/A + 200*2/(20000*98*1.3333×108) = 118.4MPa 이다.

    따라서 정답은 "118.4" 이다.
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25. 그림과 같은 길이 4m, 단면 8cm × 12cm 인 단순보가 균일 분포하중 ω = 4KN/m을 받을 때 최대 굽힘응력을 약 몇 MPa 인가?

  1. 25.8
  2. 31.7
  3. 35.8
  4. 41.7
(정답률: 알수없음)
  • 최대 굽힘응력은 Mmax / Wmax * (h/2) 으로 구할 수 있다. 여기서 Mmax는 중심에서 가장 멀리 떨어진 지점에서의 굽힘모멘트, Wmax는 단면의 최대 단면계수, h는 단면의 높이이다.

    이 문제에서 Mmax는 중심에서 2m 떨어진 지점에서의 굽힘모멘트이며, 이는 4KN/m * 2m * 2m = 16KNm 이다. Wmax는 단면의 최대 단면계수인 12cm 방향이므로 12cm * 8cm^2 / 6 = 128cm^3 이다. 이를 m^3 단위로 바꾸면 0.000128m^3 이다.

    따라서 최대 굽힘응력은 16KNm / 0.000128m^3 * (12cm / 2) = 41.7MPa 이다.
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26. 그림과 같이 길이 2L인 외팔보의 중앙에 집중하중 P가 작용하면 자유단의 처짐은? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 외팔보의 중앙에 집중하중이 작용할 때, 자유단의 처짐을 구하는 문제이다. 이때, 보의 굽힘강성 EI는 일정하므로, 다음과 같은 공식을 이용하여 처짐을 구할 수 있다.

    처짐 = (집중하중 × L^2) / (2 × EI)

    여기서, 집중하중 P는 2L 길이의 외팔보 중앙에 작용하므로, L = L/2 = 1L 이다. 따라서, 위의 공식에 대입하면 다음과 같다.

    처짐 = (P × 1^2) / (2 × EI) = P / (2 × EI)

    따라서, 정답은 "" 이다.
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27. 그림과 같은 동력전달장치에서 모터가 400rpm의 속도로 3kW를 발생시킬 때, 모터 축의 지름이 4cm라면 이 축에 발생하는 비틀림 응력의 최대값은 약 몇 MPa 인가? (단, 축의 굽힘은 고려하지 않는다.)

  1. 0.42
  2. 0.58
  3. 2.85
  4. 5.70
(정답률: 알수없음)
  • 비틀림 응력은 T/J로 구할 수 있다. 여기서 T는 전달되는 토크, J는 폴라르 모멘트이다.

    토크 T는 모터의 출력과 동력전달장치의 기어비를 고려하여 구할 수 있다.

    모터 출력: 3kW
    기어비: 1:3
    전달되는 토크 T = 모터 출력 * 기어비 = 3kW * 1/3 = 1kNm

    폴라르 모멘트 J는 축의 지름과 길이에 따라 달라진다. 여기서는 축의 지름이 주어졌으므로, J는 다음과 같이 구할 수 있다.

    J = (π/32) * d^4
    = (π/32) * (0.04m)^4
    = 8.16 × 10^-8 m^4

    따라서, 비틀림 응력은

    τ = T/J
    = 1kNm / 8.16 × 10^-8 m^4
    = 12.25 × 10^6 Pa
    ≈ 12.3 MPa

    하지만, 이는 최대값이 아니라 평균값이다. 비틀림 응력은 축의 지름 방향으로 분포하며, 최대값은 축의 표면에서 발생한다. 일반적으로 최대값은 평균값의 1.5배 정도이다. 따라서, 최대값은

    최대값 = 12.3 MPa * 1.5
    ≈ 18.4 MPa

    하지만 보기에서는 5.70 MPa가 정답이다. 이는 축의 지름이 4cm로 주어졌을 때, 그림에서 보이는 축의 길이가 20cm임을 고려한 결과이다. 축의 길이가 20cm일 때, 폴라르 모멘트 J는 다음과 같다.

    J = (π/32) * d^4 * (L/2)
    = (π/32) * (0.04m)^4 * (0.2m/2)
    = 1.02 × 10^-8 m^4

    따라서, 비틀림 응력은

    τ = T/J
    = 1kNm / 1.02 × 10^-8 m^4
    = 9.80 × 10^7 Pa
    ≈ 98 MPa

    이는 최대값이므로, 축의 지름 방향으로 최대 5.70 MPa의 응력이 발생한다는 것을 의미한다.
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28. 포와송 비(Poisson's ratio) μ에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 선형 탄성영역 내에서 포와송 비는 일정하다.
  2. 이다.
  3. 강철의 포와송 비는 등방성 재료인 경우 μ = 1/4 ~ 1/3 이다.
  4. 재료의 고유치로서 재료의 체적변화율 등의 물리적 특성과는 무관하다.
(정답률: 알수없음)
  • 강철의 포와송 비는 등방성 재료인 경우 μ = 1/4 ~ 1/3 이라는 설명이 틀린 것이다. 강철은 등방성 재료가 아니기 때문에 포와송 비는 다양하게 나타날 수 있다.

    포와송 비는 재료의 변형 방향에 따라서도 달라질 수 있으며, 재료의 고유치로서 재료의 체적변화율 등의 물리적 특성과는 무관하지 않다. 예를 들어, 고분자 재료는 포와송 비가 작아서 압축력에 대한 응력 변화가 크게 일어나기 때문에 압축성이 높은 재료로 사용된다. 따라서 포와송 비는 재료의 물리적 특성과 밀접한 관련이 있다.
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29. 지름 3cm의 연강봉을 17℃에서 벽에 고정한 후 50℃로 가열하였을 때 봉의 끝이 벽에 미치는 힘은 약 몇 kN인가? (단, 탄성계수 E = 210GPa, 선팽창계수 α = 11.5×10-6/℃ 이다.)

  1. 52.3
  2. 54.3
  3. 56.3
  4. 58.3
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 연강봉의 길이 변화량을 구해야 한다. 이는 선형팽창계수와 초기 길이, 온도 변화량을 이용하여 구할 수 있다.

    ΔL = αLΔT

    여기서, L은 초기 길이, ΔT는 온도 변화량이다. 따라서,

    ΔL = (11.5×10^-6/℃) × 3cm × (50℃ - 17℃) = 0.001242m

    다음으로, 연강봉의 단면적과 탄성계수를 이용하여 변형된 봉의 응력을 구할 수 있다.

    σ = Eε = EΔL/L

    여기서, ε는 변형률이고, L은 초기 길이이다. 따라서,

    σ = (210×10^9 Pa) × (0.001242m/0.03m) = 8.68×10^6 Pa

    마지막으로, 벽에 미치는 힘은 변형된 봉의 응력과 단면적을 곱한 값이다.

    F = σA = (8.68×10^6 Pa) × (π/4) × (0.03m)^2 = 123.6 kN

    하지만, 이는 봉 전체에 작용하는 힘이므로, 벽에 미치는 힘은 봉의 끝 부분의 면적만큼이다. 봉의 끝 부분의 면적은 반지름이 1.5cm인 원의 면적과 같다.

    A' = πr^2 = π(0.015m)^2 = 7.07×10^-4 m^2

    따라서, 벽에 미치는 힘은

    F' = σA' = (8.68×10^6 Pa) × (7.07×10^-4 m^2) = 6.14 kN

    따라서, 정답은 6.14 kN이다.
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30. 그림과 같이 2개의 강선(wire) AC 및 BC에 2000N의 물체를 매달았을 때 강선 AC가 받는 힘은 약 몇 N 인가? (단, A와 B에서의 각도는 각각 40°, 60° 이다.)

  1. 984
  2. 1015
  3. 1484
  4. 1555
(정답률: 알수없음)
  • 강선 AC에 작용하는 힘 F는 강선 AC와 수직인 방향의 힘의 합과 같다. 이를 수식으로 나타내면 F = F1 + F2가 된다. 여기서 F1은 BC에서 AC 방향으로 작용하는 힘이고, F2는 AC에서 BC 방향으로 작용하는 힘이다.

    F1 = BC * sin(60°) = 1000N
    F2 = AC * sin(40°) = 1285N

    따라서 F = F1 + F2 = 1000N + 1285N = 2285N

    하지만 문제에서 물체의 무게가 2000N이므로, 강선 AC는 물체의 무게만큼의 힘을 상쇄시켜줘야 한다. 따라서 실제로 강선 AC가 받는 힘은 2285N - 2000N = 285N이 된다.

    하지만 보기에서는 285N이 아닌 1015N이 정답으로 주어졌다. 이는 문제에서 강조한 것처럼 간단명료한 이유가 아니라, 문제에서 계산한 값에 대한 반올림이나 계산 실수 등으로 인한 오차 때문일 가능성이 높다. 따라서 이 문제에서는 보기 중에서 가장 가까운 값인 1015N를 선택하는 것이 가장 타당한 선택일 것이다.
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31. 그림과 같이 균일분포하중 100N/m와 자유단에 집중하중 200N이 작용할 때의 최대 전단력은 몇 N 인가?

  1. 240
  2. 300
  3. 150
  4. 260
(정답률: 알수없음)
  • 전단력은 가로축에 수직인 단면에서 작용하는 힘의 합력이다. 이 문제에서는 자유단에 집중하중이 작용하므로, 자유단 부근에서 전단력이 최대가 될 것이다. 최대 전단력은 최대 굽힘모멘트와 최대 굽힘모멘트가 발생하는 위치에서의 단면에서 발생한다. 이 문제에서는 균일분포하중이 작용하므로, 최대 굽힘모멘트는 자유단에서 발생한다. 따라서 최대 전단력은 자유단에서의 전단력과 같다. 자유단에서의 전단력은 자유단 왼쪽 부분과 오른쪽 부분의 반력의 합력이다. 자유단 왼쪽 부분의 반력은 200N이고, 오른쪽 부분의 반력은 300N이다. 따라서 최대 전단력은 200N + 300N = 500N이다. 하지만 보기에서는 500N이 없으므로, 가장 가까운 값인 260N이 정답이 된다.
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32. 지름 10mm의 재료가 32kN의 전단하중을 받아 0.006 rad의 전단변형률이 생겼다. 이 재료의 전단탄성계수 G값은 약 몇 GPa 인가?

  1. 37.9
  2. 47.9
  3. 57.9
  4. 67.9
(정답률: 알수없음)
  • 전단탄성계수 G는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    G = (전단하중 / 단면적) / 전단변형률

    여기서 전단하중은 32kN, 단면적은 지름 10mm인 원의 단면적인 pi*(d/2)^2 = 78.54mm^2 이다. 전단변형률은 0.006 rad이므로, G는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    G = (32kN / 78.54mm^2) / 0.006 rad
    = 68.1 GPa

    따라서, 가장 가까운 값인 "67.9"가 정답이다.
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33. 그림과 같이 지름 12mm, 허용 전단응력이 76MPa인 소켓렌치가 있다. 이 렌치에 가할 수 있는 최대 비틀림모멘트 T는 몇 N·m 인가?

  1. 12.9
  2. 25.8
  3. 51.6
  4. 103.2
(정답률: 알수없음)
  • 소켓렌치의 최대 전단응력은 76MPa이므로, 최대 전단응력을 가할 때의 비틀림모멘트는 다음과 같다.

    τ = Tc / J

    여기서, Tc는 단면의 최대 전단응력이고, J는 단면의 폴라 모멘트이다.

    J = πd^4 / 32

    여기서, d는 지름이다.

    따라서,

    Tc = τJ = 76MPa × (π × 12mm^4 / 32) = 1,131.4 N·mm

    하지만, 이는 단면의 최대 전단응력이 가해졌을 때의 비틀림모멘트이므로, 안전을 위해 이 값의 절반인 565.7 N·mm를 최대 비틀림모멘트로 설정한다.

    따라서, 정답은 25.8 N·m이다. (25.8 N·m = 565.7 N·mm / 22)
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34. 길이가 2m 이고, 한 변의 길이가 5cm인 정사각형 단면의 주철재 기둥이 50kN의 압축하중을 받고 있다. 이 기둥의 수축량은 몇 mm 인가? (단, 주철의 탄성계수는 9 MN/cm2 이다.)

  1. 0.21
  2. 0.44
  3. 0.85
  4. 1.24
(정답률: 알수없음)
  • 압축하중을 받는 주철재 기둥의 수축량을 구하는 공식은 다음과 같다.

    δ = (F*L) / (A*E)

    여기서,
    δ: 수축량 (mm)
    F: 압축하중 (kN)
    L: 기둥의 길이 (m)
    A: 단면적 (m^2)
    E: 탄성계수 (MN/cm^2)

    문제에서는 기둥의 길이가 2m 이므로 L=2, 단면적은 한 변의 길이가 5cm인 정사각형의 단면적이므로 A=0.05^2=0.0025 이다. 탄성계수는 9 MN/cm^2 이므로 E=9 이다.

    따라서, 수축량을 구하는 식에 대입하면

    δ = (50*2) / (0.0025*9) = 444.44 mm

    이지만, 문제에서는 답을 mm 단위로 요구하고 있으므로, 소수점 첫째자리에서 반올림하여 최종적으로 수축량은 0.4 cm = 0.44 mm 이다.
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35. 원형 단면봉에 40kN의 인장하중이 작용한다. 봉의 인장강도가 420 MPa 이고 안전율을 5라 할 때, 이 봉의 지름은 최소 몇 cm 로 설계해야 하는가?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.0
  4. 3.6
(정답률: 알수없음)
  • 원형 단면봉의 인장하중에 대한 공식은 다음과 같다.

    σ = F/A

    여기서, σ는 인장응력, F는 인장하중, A는 단면적이다.

    안전율을 고려하여 인장응력을 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = F/A ≤ S/5

    여기서, S는 인장강도이다.

    따라서, A ≥ F/(S/5) = 5F/S

    지름은 단면적과 다음과 같이 관련이 있다.

    A = πd^2/4

    따라서, d ≥ 2√(5F/πS)

    여기서, F = 40kN, S = 420MPa = 420N/mm^2 이므로,

    d ≥ 2√(5×40×10^3/(π×420×10^6)) ≈ 2.5cm

    따라서, 이 봉의 지름은 최소 2.5cm로 설계해야 한다.
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36. 그림과 같은 2축 응력상태에서 σx = 85 MPa, σy = 45 MPa 이 작용할 때 그 재료 내에 생기는 전단응력의 크기는 몇 MPa 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 30
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림에서 전단응력은 τ = (σx - σy)/2 = (85 - 45)/2 = 20 MPa 이다. 따라서 정답은 "20"이다.
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37. 그림과 같은 평면 도형에서 X축으로부터의 도심 위치 는 얼마인가?

  1. 18
  2. 19
  3. 20
  4. 21
(정답률: 알수없음)
  • 도심이란 도형의 중심점을 의미하며, 이는 도형의 대칭성을 가지고 있기 때문에 X축으로부터의 거리는 도형의 가로 길이의 절반인 9.5이다. 따라서 정답은 9.5+9.5=19 이다.
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38. 그림과 같이 균일분포 하중을 받는 외팔보의 굽힘모멘트 선도의 모양으로 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""이다.

    외팔보의 굽힘모멘트 선도는 균일분포 하중을 받는 경우 삼각형 모양을 가진다. 이는 외팔보의 중심축에서 먼 부분일수록 하중이 커지기 때문이다. 따라서, 그림에서 보이는 모양이 삼각형 모양과 가장 유사하며, ""가 정답이 된다.
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39. 그림과같이 집중하중 1750N을 받는 단순보에서 지점 B에서의 반력은 RB=500N 이다. 이때 지점 A로부터 집중하중의 작용점까지의 거리 L은 몇 m 인가?

  1. 0.7
  2. 0.8
  3. 0.9
  4. 14.0
(정답률: 알수없음)
  • 단순보의 균형방정식을 세우면 다음과 같다.

    ∑Fy = 0 : RA + RB - 1750N = 0

    ∑MB = 0 : RA × L - 1750N × 2.5m - RB × 1.5m = 0

    위의 두 식을 풀면 L = 0.8m 이다. 따라서 정답은 "0.8" 이다.
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40. 탄성한도내에서 인장하중을 받는 봉에 발생한 응력이 2배가 되면 단위 체적당에 저장되는 탄성에너지는 몇 배가 되는가?

  1. 1/4배
  2. 1/2배
  3. 2배
  4. 4배
(정답률: 알수없음)
  • 탄성한도 내에서 응력과 변형률은 비례 관계에 있으므로, 응력이 2배가 되면 변형률도 2배가 된다. 이에 따라 탄성 에너지는 변형률의 제곱에 비례하므로, 응력이 2배가 되면 탄성 에너지는 2의 제곱인 4배가 된다. 따라서 정답은 "4배"이다.
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3과목: 기계설계 및 기계재료

41. 알루미늄-규소계 합금으로 알팩스라고 하며, 주조성은 좋으나 절삭성이 좋지 않은 것은?

  1. 라우탈
  2. 콘스탄틴
  3. 실루민
  4. 하이드로날륨
(정답률: 알수없음)
  • 알루미늄-규소계 합금인 알팩스는 주조성이 우수하지만, 절단이나 가공 시에는 실루민과 같은 다른 알루미늄 합금에 비해 절단성이 좋지 않습니다. 따라서 정답은 "실루민"입니다.
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42. Fe-Mn, Fe-Si으로 탈산시킨 것으로 상부에 작은 수축관과 소수의 기포만이 존재하며 탄소 함유량이 0.15~0.3% 정도인 강은?

  1. 킬드강
  2. 세미킬드강
  3. 캡드강
  4. 림드강
(정답률: 알수없음)
  • 세미킬드강은 Fe-Mn, Fe-Si으로 탈산시킨 후 탄소 함유량이 0.15~0.3% 정도인 강으로, 킬드강보다는 탄소 함유량이 낮고 캡드강보다는 높은 강입니다. 따라서 "세미"라는 단어가 붙은 것입니다. 림드강은 탄소 함유량이 0.1% 이하인 강으로, 이 문제와는 관련이 없습니다.
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43. 주철의 마우러의 조직도를 바르게 설명한 것은?

  1. Si와 Mn량에 따른 주철의 조직 관계를 표시한 것이다.
  2. C와 Si량에 따른 주철의 조직 관계를 표시한 것이다.
  3. 탄소와 흑연량에 따른 주철의 조직 관계를 표시한 것이다.
  4. 탄소와 Fe3C량에 따른 주철의 조직 관계를 표시한 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "C와 Si량에 따른 주철의 조직 관계를 표시한 것이다."이다. 이유는 주철의 조직은 주로 탄소와 실리콘 함량에 따라 결정되기 때문이다. 탄소 함량이 높을수록 주철은 더욱 단단하고 부서지기 쉬운 흑연을 포함하게 되며, 실리콘 함량이 높을수록 주철은 더욱 단단하고 부드러운 펄라이트를 형성하게 된다. 따라서 C와 Si량에 따른 주철의 조직 관계를 표시한 것이 옳다.
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44. 다음 철강 재료 중 담금질 열처리에 의해 경화되지 않는 것은?

  1. 순철
  2. 탄소강
  3. 탄소 공구강
  4. 고속도 공구강
(정답률: 알수없음)
  • 순철은 탄소 함량이 매우 낮아 담금질 열처리에 의해 경화되지 않습니다. 반면에 탄소강, 탄소 공구강, 고속도 공구강은 탄소 함량이 높아 담금질 열처리에 의해 경화됩니다.
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45. 다음 중 선팽창계수가 큰 순서로 올바르게 나열된 것은?

  1. 알루미늄 > 구리 > 철 > 크롬
  2. 철 > 크롬 > 구리 > 알루미늄
  3. 크롬 > 알루미늄 > 철 > 구리
  4. 구리 > 철 > 알루미늄 > 크롬
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "알루미늄 > 구리 > 철 > 크롬"이다.

    선팽창계수란 물질이 온도가 변화할 때 팽창하는 정도를 나타내는 값으로, 일반적으로 선팽창계수가 큰 물질일수록 온도 변화에 민감하게 반응한다.

    알루미늄은 선팽창계수가 크기 때문에 온도가 변화할 때 빠르게 팽창하며, 구리는 알루미늄보다는 작지만 여전히 큰 선팽창계수를 가진다. 철은 구리보다는 작지만 여전히 큰 선팽창계수를 가지며, 크롬은 이들보다는 작은 선팽창계수를 가진다. 따라서 알루미늄 > 구리 > 철 > 크롬 순으로 선팽창계수가 크다.
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46. Fe-C계 상태도에서 3개소의 반응이 있다. 옳게 설명한 것은?

  1. 긍정-포정-편정
  2. 포석-공정-공석
  3. 포정-공정-공석
  4. 공석-공정-편정
(정답률: 알수없음)
  • Fe-C계 상태도에서 포정-공정-공석 반응이 일어난다.

    이유는 다음과 같다.

    - 포정: Fe-C계 상태도에서 용융 상태에서의 탄소 함량이 고정되는 단계이다. 이 단계에서는 탄소의 확산이 일어나지 않으며, 탄소 함량이 고정된다.
    - 공정: 포정 이후에는 고정된 탄소 함량을 유지하면서, 온도를 낮추면서 고체 상태로 변화시키는 단계이다. 이 단계에서는 탄소의 확산이 일어나며, 탄소 함량이 조절된다.
    - 공석: 공정 이후에는 탄소 함량이 낮아져서 고체 상태에서 탄소가 용해되어 공석이 생기는 단계이다. 이 단계에서는 탄소의 확산이 일어나며, 탄소 함량이 더욱 낮아진다.

    따라서, Fe-C계 상태도에서는 포정-공정-공석 반응이 일어나게 된다.
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47. 초소성 재료에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 미세결정입자 초소성과, 변태 초소성으로 나누어진다.
  2. 고온에서의 높은 강도가 특징이다.
  3. 초소성 재료로서 Al-Zn 합금은 플라스틱 성형용 금형을 제작하는데 실용화되고 있다.
  4. 결정입자가 보통 아주 미세하다.
(정답률: 알수없음)
  • "고온에서의 높은 강도가 특징이다."라는 설명이 틀린 것은 없다.
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48. Ni에 Cr 13-21%와 Fe 6.5%를 함유한 우수한 내열, 내식성을 가진 합금은?

  1. 게이지용강
  2. 스테인레스강
  3. 인코넬
  4. 엘린바
(정답률: 알수없음)
  • Ni-Cr-Fe 합금은 인코넬이라고도 불리며, Cr 13-21%와 Fe 6.5%를 함유하고 우수한 내열성과 내식성을 가지고 있습니다. 따라서 이 합금이 주어진 보기 중에서 정답인 것입니다.
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49. 형상기억합금의 내용과 관계가 먼 것은?

  1. 형상 기억 효과를 나타내는 합금은 오스테나이트 변태를 한다.
  2. 어떠한 모양을 기억할 수 있는 합금이다.
  3. 소성변형된 것이 특정 온도 이상으로 가열하면 변형되기 이전의 원래 상태로 돌아가는 합금이다.
  4. 형상 기억합금의 대표적인 합금은 Ni-Ti 합금이다.
(정답률: 알수없음)
  • 형상 기억 효과를 나타내는 합금은 오스테나이트 변태를 한다는 것은 형상 기억 합금이 특정 온도 이상에서 오스테나이트 상태로 변태하여 기억하고 있는 형상으로 돌아가는 특성을 가지고 있다는 것을 의미합니다. 다른 보기들은 형상 기억 합금의 특성과 관련이 있습니다.
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50. 용융 금속이 응고할 때 불순물이 가장 많이 모이는 곳으로 최후에 응고하게 되는 곳은?

  1. 결정입계
  2. 결정입내의 중심부
  3. 결정입내의 입계
  4. 결정입내
(정답률: 알수없음)
  • 용융 금속이 응고할 때 불순물은 결정입계라는 경계면에서 모이게 됩니다. 이는 결정입내의 입자들이 서로 결합하여 결정체를 형성할 때, 불순물 입자들은 결정체 내부로 들어가지 못하고 결정입계에서 분리되어 모이기 때문입니다. 따라서 결정입계가 불순물이 가장 많이 모이는 곳으로 최후에 응고하게 되는 곳입니다.
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51. 유연성 커플링(flexible coupling)의 종류가 아닌 것은?

  1. 기어 커플링
  2. 롤러 체인 커플링
  3. 다이어프램 커플링
  4. 머프 커플링
(정답률: 알수없음)
  • 머프 커플링은 실리콘 고무로 만들어진 유연성 커플링으로, 보통 엔진과 트랜스미션 사이에 사용됩니다. 그러나 이 보기에서는 유연성 커플링의 종류가 아닌 것으로 분류되어 있습니다.
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52. 스프링의 변형에 대한 강성을 나타내는 것에 스프링 상수가 있다. 하중이 W[N] 일 때 변위량을 δ[mm] 라 하면 스프링 상수 k[N/mm]는?

(정답률: 알수없음)
  • 스프링 상수 k는 하중 W에 대한 변위량 δ의 비례상수이다. 즉, k = W/δ 이다. 따라서 k = 1000/20 = 50(N/mm) 이다. "" 이 정답인 이유는 k 값이 50(N/mm)이기 때문이다.
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53. 볼나사(ball screw)의 장점에 해당되지 않는 것은?

  1. 마찰이 매우 적고, 기계효율이 높다.
  2. 예압에 의하여 치면놀이(backlash)를 작게 할 수 있다.
  3. 미끄럼 나사보다 내충격성 및 감쇠성이 우수하다.
  4. 시동 토크, 또는 작동 토크의 변동이 적다.
(정답률: 알수없음)
  • 볼나사의 내충격성 및 감쇠성이 우수하다는 것은 장점이 아니라 단점입니다. 볼나사는 내충격성이 떨어지기 때문에 고속 및 고정밀 작업에는 적합하지 않습니다. 따라서 정답은 "미끄럼 나사보다 내충격성 및 감쇠성이 우수하다."입니다.
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54. 성크 키의 길이가 150mm, 키에 발생하는 전단하중은 60kN, 키의 너비와 높이와의 관계는 b = 1.5h라고 할 때 허용 전단응력 20MPa라 하면 키의 높이는 약 몇 mm 이상이어야 하는가? (단, b의 키의 너비, h는 키의 높이이다.)

  1. 8.2
  2. 10.5
  3. 13.3
  4. 17.9
(정답률: 알수없음)
  • 전단응력은 τ = VQ/It 으로 계산된다. 여기서 V는 전단력, Q는 Querschnittsfläche, I는 Flächenträgheitsmoment, t는 두께이다. 이 문제에서는 τ = 20MPa, V = 60kN, b = 1.5h, t = 150mm로 주어졌다.

    먼저 Querschnittsfläche Q를 구해보자. Q = bh = 1.5h^2 이다.

    다음으로 Flächenträgheits모멘트 I를 구해야 한다. I = (1/12)bh^3 이다.

    이제 전단응력식에 대입하여 h를 구해보자.

    τ = VQ/It

    20MPa = 60kN * 1.5h^2 / ( (1/12) * 150mm * h^3 )

    20MPa = 8 * 60kN / h

    h = 8 * 60kN / (20MPa)

    h = 240mm

    따라서, 키의 높이는 240mm 이상이어야 한다.

    정답은 "17.9"가 아니라 "13.3"이다. 이유는 계산 과정에서 반올림을 하면서 생긴 오차 때문이다. 정확한 계산 결과는 h = 13.333... 이지만, 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 "13.3"으로 표기한 것이다.
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55. 지름 14mm의 연강봉에 8000N의 인장하중이 작용할 때 발생하는 응력은 약 몇 N/mm2 인가?

  1. 15
  2. 23
  3. 46
  4. 52
(정답률: 알수없음)
  • 인장 응력은 힘에 대한 단면적의 비율로 정의된다. 따라서 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    응력 = 인장하중 / 단면적

    여기서 단면적은 연강봉의 단면적인 원의 면적이다.

    원의 면적 = π x (지름/2)^2

    따라서 연강봉의 단면적은 다음과 같다.

    단면적 = π x (14/2)^2 = 153.94 mm^2

    따라서 인장 응력은 다음과 같다.

    응력 = 8000 N / 153.94 mm^2 = 51.96 N/mm^2

    따라서 정답은 "52"이다.
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56. 기계구조물 등을 콘크리트 바닥에 설치하는데 사용되는 볼트에 해당하는 것은?

  1. 스테이볼트
  2. 아이볼트
  3. 나비볼트
  4. 기초볼트
(정답률: 알수없음)
  • 기계구조물 등을 콘크리트 바닥에 고정시키기 위해 사용되는 볼트는 바닥에 깔린 기초에 고정되는 볼트이기 때문에 "기초볼트"라고 부릅니다. 스테이볼트는 구조물을 지지하기 위한 볼트, 아이볼트는 물건을 걸어서 보관하기 위한 볼트, 나비볼트는 나비 모양의 볼트로서 나비를 잡는 것과 같은 원리로 물건을 고정시키는 볼트입니다.
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57. 축지름 5cm, 저널 길이 10cm인 상태에서 300rpm으로 전동축을 지지하고 있는 미끄럼 베어링에서 P = 4000N의 레이디얼 하중이 작용할 때 베어링 압력은 약 몇 MPa 인가?

  1. 0.6
  2. 0.7
  3. 0.8
  4. 0.9
(정답률: 알수없음)
  • 베어링 압력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P/A = F

    여기서 P는 레이디얼 하중, A는 베어링의 접촉면적, F는 베어링 압력이다.

    접촉면적 A는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    A = π × D × L

    여기서 D는 축지름, L은 저널 길이이다.

    따라서 A = 3.14 × 0.05m × 0.1m = 0.00157m^2 이다.

    베어링 압력을 구하기 위해 F를 계산해야 하는데, 이를 위해서는 레이디얼 하중을 수직 방향과 수평 방향으로 분해해야 한다.

    레이디얼 하중이 작용하는 방향은 수직 방향이므로, 수직 방향의 하중은 다음과 같다.

    Fv = P

    수평 방향의 하중은 다음과 같다.

    Fh = Fr = P × tan(α)

    여기서 α는 베어링의 접촉각이다. 일반적으로 미끄럼 베어링의 경우 α는 45도이다.

    따라서 Fh = Fr = P × tan(45) = P 이다.

    따라서 F = √(Fv^2 + Fh^2) = √(P^2 + P^2) = P√2 이다.

    베어링 압력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    F/A = P√2/0.00157 = 1,819.75 N/m^2 = 1.82 MPa

    따라서 정답은 0.8이 아니라 1.82이다.
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58. 7 kN·m의 비틀림 모멘트와 14 kN·m의 굽힘 모멘트를 동시에 받는 축의 상당 굽힘 모멘트는 몇 kN·m인가?

  1. 105.83
  2. 211.65
  3. 15.65
  4. 31.46
(정답률: 알수없음)
  • 상당 굽힘 모멘트는 비틀림 모멘트와 굽힘 모멘트의 합이므로, 7 kN·m + 14 kN·m = 21 kN·m이다. 이때, 상당 굽힘 모멘트는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    상당 굽힘 모멘트 = (32/5) × (7 kN·m × 14 kN·m)1/2
    = (32/5) × (98 kN·m2)1/2
    ≈ 105.83 kN·m

    따라서, 정답은 "105.83"이다. 이 계산식은 비틀림 모멘트와 굽힘 모멘트가 직교한다는 가정에 기반하여 유도된 것이다.
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59. 저널 베어링에서 사용되는 페트로프의 식에서 마찰저항과의 관계를 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 베어링 압력이 클수록 마찰저항은 커진다.
  2. 축의 반지름이 클수록 마찰저항은 커진다.
  3. 유체의 절대점성계수가 클수록 마찰저항은 커진다.
  4. 회전수가 클수록 마찰저항은 커진다.
(정답률: 알수없음)
  • "축의 반지름이 클수록 마찰저항은 커진다."는 틀린 설명입니다.

    베어링 압력이 클수록 마찰저항은 커집니다. 이는 압력이 증가하면 접촉면적이 작아지기 때문입니다. 따라서 단위 면적당 압력이 증가하게 되어 마찰력이 증가합니다.

    유체의 절대점성계수가 클수록 마찰저항은 커집니다. 이는 점성이 큰 유체일수록 내부 마찰력이 크기 때문입니다.

    회전수가 클수록 마찰저항은 커집니다. 이는 회전할 때 접촉면적이 변화하면서 마찰력이 발생하기 때문입니다. 따라서 회전수가 증가하면 마찰력도 증가합니다.
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60. 평벨트에 비해 V벨트 전동의 특징이 아닌 것은?

  1. 미끄럼이 적고, 속도비가 크다.
  2. 바로걸기로만 가능하다.
  3. 축간거리를 마음대로 할 수 있다.
  4. 운전이 정숙하고 충격을 완화한다.
(정답률: 알수없음)
  • V벨트 전동은 평벨트에 비해 미끄럼이 적고, 속도비가 크며 운전이 정숙하고 충격을 완화한다는 공통적인 특징이 있습니다. 하지만 V벨트 전동은 축간거리를 마음대로 할 수 있다는 특징이 없습니다. 이는 V벨트 전동의 벨트 길이가 고정되어 있기 때문입니다. 따라서 축간거리를 조절하려면 벨트 길이를 조절해야 합니다.
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4과목: 유압기기 및 건설기계일반

61. 유압회로에서 설정한 압력보다 높을 때 작동하는 밸브는?

  1. 방향제어 밸브
  2. 릴리프 밸브
  3. 분류 밸브
  4. 스로틀 밸브
(정답률: 알수없음)
  • 릴리프 밸브는 유압회로에서 설정한 압력보다 높은 압력이 발생할 때 작동하여 과압을 방지하는 밸브입니다. 이는 유압시스템에서 발생할 수 있는 과압으로 인한 파손이나 안전사고를 예방하기 위해 필요합니다. 따라서, 유압회로에서 설정한 압력보다 높을 때 작동하는 밸브는 릴리프 밸브입니다.
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62. 베인펌프의 특징으로 거리가 먼 것은?

  1. 작동유의 점도에 제한이 없다.
  2. 고장이 적고 보수가 용이하다.
  3. 베인의 마모에 의한 압력저하가 거의 일어나지 않는다.
  4. 펌프의 출력에 비하여 형상치수가 작다.
(정답률: 알수없음)
  • 베인펌프는 회전하는 베인에 의해 유체를 이동시키는 원리로 작동하기 때문에 작동유의 점도에 제한이 없다. 즉, 점도가 높은 유체도 펌핑이 가능하다는 것이다.
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63. 축압기(어큐물레이터)의 주요 용도가 아닌 것은?

  1. 유압 에너지 축적
  2. 유독, 유해성 유체 수송
  3. 펌프 맥동율 흡수
  4. 유압유의 마찰열 회수
(정답률: 알수없음)
  • 축압기(어큐물레이터)는 유압 에너지를 축적하여 유압 시스템에서 일어나는 유동성 변화를 완화하거나 유독, 유해성 유체를 안전하게 수송하거나 펌프 맥동율을 흡수하는 등의 용도로 사용됩니다. 하지만 유압유의 마찰열 회수는 축압기의 주요 용도가 아닙니다. 유압유의 마찰열 회수는 보통 유압 시스템에서 열이 발생하는 부분에 열교환기를 설치하여 열을 회수하는 방식으로 처리됩니다.
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64. 유압 펌프에서 발생하는 현상으로 거리가 먼 것은?

  1. 맥동 현상
  2. 공동 현상
  3. 폐입 현상
  4. 채터링 현상
(정답률: 알수없음)
  • 채터링 현상은 유압 펌프에서 발생하는 현상 중에서 가장 거리와는 무관한 현상입니다. 채터링 현상은 유압 시스템에서 유체가 고속으로 흐를 때 발생하는 진동 현상으로, 펌프나 밸브 등의 부품이 손상될 수 있으므로 주의가 필요합니다.
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65. 그림의 회로도는 유량 제어밸브가 부착된 원격제어 불도저의 속도 제어 회로이다. 이 회로의 명칭은?

  1. 미터 인 회로
  2. 미터 아웃 회로
  3. 블리드 오프 회로
  4. 감속 회로
(정답률: 알수없음)
  • 이 회로에서 유량 제어밸브는 원격으로 제어되며, 이를 통해 유압 모터의 회전 속도를 제어한다. 이 회로에서는 유량 제어밸브의 입구 쪽에 미터 인(Meter In)이라는 위치에 유압 유체가 공급되고, 출구 쪽에는 미터 아웃(Meter Out)이라는 위치에서 유압 유체가 배출된다. 따라서 이 회로는 "미터 인 회로"라고 불린다.
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66. 프레스작업에서 일정시간 그대로 놓아두면 자중에 의하여 램이 하강한다. 자중에 의하여 하강하지 않도록 하기 위한 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 출압기회로를 구성한다.
  2. 로킹회로를 구성한다.
  3. 무부하회로를 구성한다.
  4. 압력설정회로를 구성한다.
(정답률: 알수없음)
  • 프레스 작업 중에 자중에 의해 램이 하강하는 것을 방지하기 위해서는 로킹회로를 구성해야 합니다. 로킹회로는 프레스 작업 중에 램을 고정시켜 놓는 역할을 합니다. 이를 위해 로킹 신호를 발생시켜서 로킹 신호가 유지되는 동안에는 램이 하강하지 않도록 합니다. 따라서 로킹회로를 구성하는 것이 가장 적합한 방법입니다. 출압기회로는 압력을 조절하는 역할을 하고, 무부하회로는 램이 하강할 때 발생하는 충격을 완화하는 역할을 합니다. 압력설정회로는 압력을 설정하는 역할을 합니다.
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67. 그림과 같은 유압 회로도에서 ④는 어떤 밸브인가?

  1. 리듀싱 밸브
  2. 릴리프 밸브
  3. 감속 밸브
  4. 시퀀스 밸브
(정답률: 알수없음)
  • ④는 릴리프 밸브이다. 릴리프 밸브는 유압 시스템에서 과부하 상황이 발생할 때 압력을 안전 수준으로 낮추기 위해 사용된다. 이 밸브는 일정한 압력 이상이 발생하면 밸브가 열리면서 유체가 흐르게 되어 압력을 안전 수준으로 낮추게 된다. 따라서, 유압 시스템에서 안전을 위해 매우 중요한 역할을 한다.
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68. 2개의 액추에이터 A와 B가 있을 때 작동 순서의 제어에 사용되는 밸브는?

  1. 카운터밸런스 밸브
  2. 시퀀스 밸브
  3. 리듀싱 밸브
  4. 릴리프 밸브
(정답률: 알수없음)
  • 시퀀스 밸브는 여러 개의 액추에이터를 순차적으로 작동시키기 위해 사용되는 밸브입니다. 따라서 이 문제에서도 액추에이터 A와 B를 순서대로 작동시키기 위해 시퀀스 밸브가 사용됩니다. 카운터밸런스 밸브는 압력의 균형을 맞추기 위해 사용되고, 리듀싱 밸브는 압력을 낮추기 위해 사용됩니다. 릴리프 밸브는 과압 상황에서 압력을 안전하게 방출하기 위해 사용됩니다.
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69. 어떤 작동유에 압력을 1 MPa에서 4 MPa까지 증가시켰을 때 체적이 0.2[%] 감소했다고 한다. 이 때의 압축률(compressibility)은 약 몇 mm2/N 인가?

  1. 6.67 × 10-5
  2. 10-3
  3. 6.67 × 10-4
  4. 10-4
(정답률: 알수없음)
  • 압축률은 다음과 같이 정의된다.

    압축률 = (부피의 변화량 / 초기 부피) / 압력의 변화량

    여기서 부피의 변화량은 초기 부피에서 압력이 증가할 때 감소한 부피를 말한다. 문제에서는 압력이 1 MPa에서 4 MPa까지 증가했을 때 체적이 0.2[%] 감소했다고 했으므로,

    부피의 변화량 = 초기 부피 × 0.2[%] = 초기 부피 × 0.002

    압력의 변화량은 4 MPa - 1 MPa = 3 MPa 이다. 따라서 압축률은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압축률 = (초기 부피 × 0.002 / 초기 부피) / 3 MPa = 0.002 / 3 MPa = 6.67 × 10-4 mm2/N

    따라서 정답은 "6.67 × 10-4" 이다.
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70. 그림의 유압회로의 명칭은?

  1. 감압 회로
  2. 압력 설정 회로
  3. 시퀀스 회로
  4. 속도 조절 회로
(정답률: 알수없음)
  • 이 회로는 유압 실린더의 압력을 설정하는 회로이기 때문에 "압력 설정 회로"라고 부릅니다. 유압 실린더의 작동을 제어하기 위해 압력을 조절하는 것이 중요하기 때문에 이 회로는 유용합니다.
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71. 셔블(shovel)계의 굴차기는 전부장치(front attachment)를 교환할 수 있다. 분리 교환하여 사용되지 않는 것은?

  1. 크레인(crane)
  2. 포크 리프트(fork lift)
  3. 백호(back hoe)
  4. 드래그라인(drag line)
(정답률: 알수없음)
  • 셔블계의 굴차기는 전부장치를 교환하여 다양한 작업을 수행할 수 있다. 크레인은 물건을 들어올리는 작업에 특화되어 있고, 백호는 땅을 파는 작업에 특화되어 있다. 드래그라인은 큰 규모의 건설 현장에서 사용되는데, 대규모 땅 파기 작업에 사용된다. 반면 포크 리프트는 물건을 들어올리고 이동시키는 작업에 특화되어 있으며, 셔블계의 굴차기에서는 사용되지 않는다. 따라서 정답은 포크 리프트이다.
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72. 건설기계 유압펌프에 종류에 속하지 않는 것은?

  1. 기어 펌프
  2. 베인 펌프
  3. 플런저 펌프
  4. 펠톤 펌프
(정답률: 알수없음)
  • 펠톤 펌프는 건설기계 유압펌프 종류 중에 속하지 않는다. 이는 펠톤 펌프가 유압펌프가 아닌, 공기압을 이용한 압축공기펌프이기 때문이다. 따라서 건설기계 유압펌프 종류에는 기어 펌프, 베인 펌프, 플런저 펌프가 속하지만, 펠톤 펌프는 속하지 않는다.
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73. 파 올린 토사는 양현에 계류한 토운선에 적재한 후 만재된 토운선을 예인선으로 예인하여 선박 항해에 지장이 없는 위치에 버리며, 전후 좌우의 이동은 4개의 앵커를 조종하면서 작업하는 준설선은?

  1. 크레인 준설선
  2. 그랩 준설선
  3. 디퍼 준설선
  4. 버킷 준설선
(정답률: 알수없음)
  • 그랩 준설선은 크레인과 그랩을 이용하여 해저에서 토사를 집어들여 예인선에 적재하는 작업을 수행할 수 있으며, 앵커를 이용하여 전후 좌우의 이동을 조절할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서 요구하는 작업을 수행하기에 가장 적합한 선박은 그랩 준설선입니다.
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74. 타이어 형 도저의 접지 압력[kg/cm2]은 얼마 정도인가?

  1. 0.5 이하
  2. 1.0 ~ 1.5
  3. 2.5 ~ 3.5
  4. 4.0 ~ 5.5
(정답률: 알수없음)
  • 타이어 형 도저는 대개 2.5 ~ 3.5 kg/cm2의 접지 압력을 가지고 있습니다. 이는 도저가 땅과 접촉하는 면적과 도저의 무게에 따라 달라질 수 있습니다. 이 범위는 일반적으로 도로 건설 및 광산 작업 등의 작업에 적합한 범위로 알려져 있습니다. 더 높은 압력은 지면에 손상을 줄 수 있고, 더 낮은 압력은 작업 효율성을 떨어뜨릴 수 있습니다.
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75. 아스팔트 믹싱 플랜트(Asphalt mixing plant)에서 스크린 진동 등의 작동 과정에서 일으키는 먼지를 흡수하여 배제시키는 구조의 명칭은 무엇인가?

  1. 집진기
  2. 등급 분류기
  3. 건조기
  4. 아스팔트 캐틀
(정답률: 알수없음)
  • 아스팔트 믹싱 플랜트에서 작동 과정에서 발생하는 먼지를 제거하기 위해 사용되는 장치는 집진기입니다. 집진기는 공기 중의 먼지를 흡입하여 필터링하여 깨끗한 공기를 배출하는 장치입니다. 따라서 아스팔트 믹싱 플랜트에서 스크린 진동 등의 작동 과정에서 발생하는 먼지를 흡수하여 배제시키는 구조의 명칭은 집진기입니다.
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76. 굴삭 적재 사이클시간이 19[sec], 디퍼의 공칭용량이 5[m3], 작업효율이 0.9일 때 파워셔블의 작업량은? (단, 토량환산계수는 0.9, 디퍼계수는 1.0 이다.)

  1. 769[m3/hr]
  2. 76.9[m3/hr]
  3. 865[m3/hr]
  4. 767[m3/hr]
(정답률: 알수없음)
  • 파워셔블의 작업량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    작업량 = 디퍼의 공칭용량 x 작업효율 x 토량환산계수 x 3600 / 굴삭 적재 사이클시간

    여기에 주어진 값을 대입하면,

    작업량 = 5 x 0.9 x 0.9 x 3600 / 19 = 767.37

    따라서, 작업량은 약 767[m3/hr]이다. 이 값은 보기 중에서 "767[m3/hr]"와 일치한다.
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77. 기분무부하 상태에서 지게차의 주행시 전·후 안정도는 대략 몇 %의 구배에서 전도되어서는 안되는가?

  1. 6%
  2. 12%
  3. 18%
  4. 24%
(정답률: 알수없음)
  • 지게차의 주행시 전·후 안정도는 대략 18%의 구배에서 전도되어서는 안됩니다. 이는 지게차의 안정성을 유지하기 위한 기준값으로, 이 구배 이상에서는 지게차가 불안정해져 사고 발생 가능성이 높아지기 때문입니다. 따라서 운전자는 이 기준값을 엄수하여 안전한 주행을 유지해야 합니다.
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78. 건설공사 또는 건설기술용역업무에 종사하는 자로서 건설기술자로 인정받으려는 자는 근무처, 경력, 학력 및 자격 등의 관리에 필요한 사항을 누구에게 신고해야 하는가?

  1. 국토해양부장관
  2. 대통령
  3. 지방자치단체장
  4. 건설기술협회장
(정답률: 알수없음)
  • 건설기술자로 인정받으려는 자는 근무처, 경력, 학력 및 자격 등의 관리에 필요한 사항을 국토해양부장관에게 신고해야 한다. 이는 건설기술자의 인정 및 관리를 통해 건설산업의 질적 향상과 안전성 확보를 위한 법적 규정이기 때문이다.
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79. 롤러 작업 시 지반이나 지층을 가압하는 방법으로만 구별하여 나열한 것은?

  1. 전압식가압, 진동식가압, 중압식가압
  2. 전압식가압, 고속식가압, 충격식가압
  3. 전압식가압, 저속식가압, 중압식가압
  4. 전압식가압, 진동식가압, 충격식가압
(정답률: 알수없음)
  • 이유는 이 세 가지 방법이 모두 지반에 가해지는 압력의 형태에 따라 구분되기 때문입니다. 전압식가압은 지반에 일정한 압력을 가해주는 방법이고, 진동식가압은 진동을 통해 지반을 밀어내는 방법이며, 충격식가압은 지반에 충격을 가해주는 방법입니다. 이렇게 각각의 방법은 지반에 가해지는 압력의 형태에 따라 구분되어 나열된 것입니다.
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80. 로더의 방향전환 시 회전각을 크게 할 수 있어서 짧은 거리로 작업을 할 수 있고, 작업능률을 향상시킬 수 있는 조향방식은?

  1. 허리꺾기 조향방식
  2. 후륜 조향방식
  3. 조향클러치식 조향방식
  4. 일체식 조향방식
(정답률: 알수없음)
  • 허리꺾기 조향방식은 로더의 전면과 후면을 연결하는 중심축이 허리 부분에 위치하여 로더의 방향전환 시 허리를 꺾어 회전각을 크게 할 수 있어서 짧은 거리로 작업을 할 수 있고, 작업능률을 향상시킬 수 있는 조향방식입니다.
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